In fisica, cos'è l'elettrone volt?
Un volt di elettroni (eV) è una piccolissima unità di energia che viene utilizzata in campi di ricerca fisica come la fisica nucleare e delle particelle, in parte a causa del fatto che l'unità standard di energia, il joule, è troppo grande per avere chiaro significato in tale ricerca come unità base. Il valore standard di un volt di elettroni è calcolato come 1,605 x 10-19 joule, o una frazione di 0,0000000000000000001602 di un joule. Il valore deriva dall'energia necessaria per spostare un singolo elettrone attraverso un potenziale elettrico di un volt o come la quantità equivalente di energia che trasporta un fotone di luce. Un trilione di elettronvolt (TeV), o 1 x 10 12 eV, è ancora un valore energetico così piccolo in realtà che è considerato equivalente alla quantità di energia di lavoro che una formica spende quando si muove e un'incandescenza standard da 100 watt la lampadina brucia 2.200.000.000.000 di volte più energia di una formica all'ora, o 2,2 x 10 24 volt di elettrone.
L'uso di valori di volt di elettroni è diffuso anche in altri campi della ricerca scientifica fondamentale, dove, in alcuni calcoli, può rappresentare valori di temperatura o radiazione elettromagnetica. Ciò include l'astronomia, dove viene utilizzata per classificare le lunghezze d'onda della luce. Questo perché il volt di elettroni è una misura fondamentale dell'energia cinetica che può essere praticamente applicata alla ricerca a livello molecolare. Un valore di 13,6 eV equivale all'energia richiesta per ionizzare un atomo di idrogeno, che è l'elemento più comune riscontrato nella ricerca astronomica. È necessario un valore di 4,2 eV per scomporre una molecola di sale nei suoi elementi costituenti sodio e cloruro, il che rende i volt di elettroni un termine di misurazione conveniente per molte reazioni chimiche comuni.
Nonostante il suo uso diffuso nella ricerca, il volt di elettroni non è considerato un'unità metrica standard, poiché il suo valore può cambiare in base a condizioni e requisiti sperimentali. Può anche essere usato per rappresentare un'unità di massa nei calcoli della fisica per bilanciare le unità di energia nella speciale equazione di relatività di E = MC 2 . Ciò consente di calcolare la massa di particelle subatomiche come i protoni, in cui un protone equivale a 938.000.000 eV diviso per la velocità del quadrato luminoso, che è espresso come volt di elettroni Giga in forma abbreviata come 0,938 GeV / c 2 .
Non esiste una conversione diretta in volt di elettroni da volt standard come misura del potenziale elettrico. Mentre i due sembrano derivati, sono misurazioni di cose diverse, con volt di elettroni come misura dell'energia cinetica basata sul joule e volt come misura della differenza potenziale tra due punti conduttori. I volt di elettroni, tuttavia, seguono la convenzione metrica per gli aumenti di quantità, con il chilo di prefisso che rappresenta 1.000 in KeV; mega che rappresenta un milione o MeV; giga che rappresenta un miliardo di GeV; e così via.